Фамилия Томилев — редкий случай, когда основа не лежит на поверхности. На первый взгляд кажется, что здесь корень «том» и суффикс «-илев», но это не так. Фамилия образована от имени или прозвища Томило, а тот, в свою очередь, — от глагола «томить». В древнерусском языке «томить» означало не только «изнурять», но и «мучить, истязать». Прозвище Томило могли дать человеку с тяжелым, неуживчивым характером, либо тому, кто сам много страдал, был «томимым» жизнью. Встречались и обратные случаи: так называли младенца, который родился болезненным, «томным», в надежде, что имя-оберег отведет от него настоящую беду.

Суффикс «-ев» здесь присоединяется к основе «Томил», но не напрямую. В старых документах фамилия нередко писалась через «-лев»: Томилев, а не Томилов. Это указывает на то, что исходная форма прозвища — Томило, а не Томила. В русской ономастике суффикс «-ев» стандартно притяжательный: Томилев — «сын Томила». Интересно, что в некоторых говорах ударение падало на первый слог — Тóмилев, что подчеркивало связь с процессом «томления», а не с именем.

Географически фамилия редкая, но имеет локальные гнезда. Больше всего Томилевых встречается в Поволжье и на севере России — в Вологодской, Архангельской областях. Это не случайно: именно там, в среде поморов и крестьян-северян, сохранялись архаичные прозвища, не вытесненные церковными именами. В центральных губерниях фамилия почти не встречается, что говорит о её узкорегиональном происхождении, возможно, из одного рода, который разошелся по рекам и волокам.

Сравнение с однокоренными фамилиями — Томилов, Томилин — показывает разницу в суффиксальной модели. Томилов массово встречается на юге и западе, Томилин — в центральных областях. Томилев же стоит особняком: он не просто вариант, а самостоятельная ветвь, возникшая, скорее всего, от прозвища с окончанием «-о» в именительном падеже. В словаре Веселовского «Ономастикон» упоминается Томило, крестьянин XVI века, что подтверждает древность корня.

Версия о происхождении от крестильного имени Фома (через греческое «Фомас») маловероятна. Для этого фамилия должна была звучать как Фомилев, а звонкое «т» в начале указывает на славянскую, а не греческую основу. Так что Томилев — это чисто русская, бытовая фамилия, рожденная не из святцев, а из повседневной речи.